ZHCSV85 March 2024 LMG3425R050
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由于硅 FET 在功率开关技术方面长期占据主导地位,因此许多设计人员并未意识到,不能将标称漏源电压作为跨技术器件比较的等效点。硅 FET 的标称漏源电压是根据雪崩击穿电压确定的。GaN FET 的标称漏源电压是根据数据表规格的长期可靠性确定的。
如果超过硅 FET 的标称漏源电压,可能立即导致损坏或造成永久性损坏。与此同时,GaN FET 的击穿电压远高于标称漏源电压。例如,LMG3425R050 的击穿电压超过 800V。
输入电压浪涌期间,硅 FET 通常是电源应用中的薄弱环节。浪涌保护电路必须经过精心设计,确保不会超过硅 FET 雪崩能力,因为将浪涌箝位在硅 FET 击穿电压以下并不可行。但是,将浪涌电压箝位在 GaN FET 击穿电压以下却十分容易。事实上,GaN FET 可以在浪涌期间继续开关,这意味着输出功率不会中断。
利用 图 7-1,能够解释 LMG3425R050 漏源能力。该图显示了在开关应用中,GaN FET 在单个开关周期内的漏源电压随时间的变化情况。不对开关频率或占空比进行任何声明。不建议将该器件用作非开关应用中的持续电压应力。
图 7-1 漏源电压开关周期FET 处于导通状态时,波形在 t0 之前开始。在 t0 时,GaN FET 关断,寄生元件导致漏源电压以高频振铃。峰值振铃电压指定为 VDS(tr)。高频振铃已经减弱了 t1。在 t1 和 t2 之间,FET 漏源电压由开关应用的特性响应设置。该特性显示为一条平线,但也可能有其他响应。t1 与 t2 之间的电压指定为 VDS(off)。在 t2 时,GaN FET 在非零漏源电压下导通。在 t2 时,漏源电压指定为 VDS(switching)。图中显示了独特的 VDS(tr)、VDS(off) 以及 VDS(switching) 参数,因为每个参数都能够在 GaN FET 的整个寿命内产生应力。
LMG3425R050 漏源浪涌电压能力可以通过“规格”中的绝对最大额定值 VDS(tr)(surge) 与 VDS(surge) 体现,其中,VDS(tr)(surge) 映射到 图 7-1 中的 VDS(tr),VDS(surge) 映射到 图 7-1 中的 VDS(off) 与 VDS(switching)。如需了解有关 TI GaN FET 浪涌能力的更多相关信息,可参阅《一种在使用条件下验证 GaN FET 在电源线路浪涌中可靠性的新方法》。